(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣリアクトルが接続される電源ラインを介して交流電源に接続されるコンバータと、モータに接続されるインバータと、を有し、電力回生の機能を備えるモータ制御装置であって、
電源ラインを流れる交流電流を用いて前記モータが力行モードであるか回生モードであるかを検出する力行回生モード検出部と、
前記力行回生モード検出部が回生モードであることを検出している間、及び、回生モードから力行モードに移行したことを検出してから一定時間経過するまでの間、前記交流電源の過電圧の検出を停止する信号を出力する一方、力行モードを検出している間、前記過電圧の検出を行うための信号を出力する過電圧検出領域判別部と、
前記ＡＣリアクトルと前記コンバータとの間に位置する電源ラインの電源電圧を基準電圧と比較し、前記過電圧検出領域判別部から前記過電圧の検出を行うための信号が出力されているときに、電源電圧推定値が基準電圧よりも大きくなれば、過電圧であると判断し、過電圧検出信号を出力する基準値比較部と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
さらに、
前記電源ラインを流れる交流電流を平均化して直流平均電流を算出する平均化部を備え、
前記力行回生モード検出部は、前記平均化部が算出した直流平均電流を用いて前記モータが力行モードであるか回生モードであるかを検出することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記基準値比較部は、前記平均化部が算出した直流平均電流に定数Ｒを掛け、前記ＡＣリアクトルの電圧降下分で電源電圧を補正して推定した、電源電圧の推定値を基準電圧と比較し、前記過電圧検出領域判別部から前記過電圧の検出を行うための信号が出力されているときに、電源電圧推定値が基準電圧よりも大きくなれば、過電圧であると判断し、過電圧検出信号を出力することを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記平均化部には極性判定部が接続され、
前記極性判定部は、前記平均化部によって平均化された直流平均電流の極性がプラスであれば力行モードであると判断し、その極性がマイナスであれば回生モードであると判断し、前記平均化部によって平均化された直流平均電流が、マイナス方向からあらかじめ定めた値を超えてプラス方向に増加した後一定時間経過した時に、回生モードから力行モードに移行したと判定することを特徴とする請求項２または３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記基準値比較部は、前記過電圧検出領域判別部が前記交流電源の過電圧の検出を停止するための信号を出力しているときには前記過電圧の検出を停止することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記コンバータは、電力回生時には、１２０°通電電源回生によって前記モータの発電電力を前記交流電源に回生することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記平均化部は、前記ＡＣリアクトルと前記コンバータとの間に位置する前記電源ラインを流れる交流電流を平均化することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの電力回生ができるモータ制御装置に係り、交流電源の過電圧の検出ができるようにしたモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、モータの電力回生ができるモータ制御装置は、モータの力行時と電力回生時で次のように動作する。
【０００３】
モータの力行時は、交流電源の電圧をコンバータによって直流電圧に変換し、変換後の直流電圧をインバータによって交流電圧に変換する。変換後の交流電圧でモータの回転位置や回転速度を制御する。
【０００４】
一方、モータの電力回生時は、減速中にモータが発電した交流電圧をインバータによって直流電圧に変換し、変換後の直流電圧をコンバータによって交流電圧に変換し、モータの発電電力を交流電源に回生する。
【０００５】
なお、モータ制御装置の中には、停電時にモータを回生制動させるため、電力回生の機能に加え、モータの発電電力を抵抗器で消費させる抵抗回生の機能を備えているものもある。抵抗回生の機能を備えたモータ制御装置は、停電時には、コンバータによる電力回生は行わず、抵抗回生のみによってモータを停止させることができる。
【０００６】
コンバータのコストを優先すると、１２０°通電の制御による電力回生を採用することになる。１２０°通電の制御によって電力回生を行うときには、モータの発電電力をインバータで直流に変換した後の電圧が、モータの力行時にインバータに供給される直流電圧よりも高くなる。
【０００７】
交流電源の電圧を全波整流したときの直流電圧の波高値よりも、モータの発電電力をインバータで直流に変換した後の電圧の方が、規定値以上高くなると、電力回生を行う。電力回生中は、電圧が他相よりも高くなる１２０°の区間だけコンバータの半導体スイッチをＯＮする。半導体スイッチをＯＮしている間インバータから出力される電圧をＡＣリアクトルに印加し、モータの発電電力を交流電源に回生する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１８０３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
抵抗回生機能を備えるモータ制御装置では、直流電圧が規定値以上高くなると、抵抗回生を行うようにしてある。このため、電力回生と抵抗回生の両方の機能を備えるモータ制御装置では、電源電圧が高くなった場合に直流電圧が高くなり、抵抗回生が行われ、異常検出回路によって、抵抗回生の過負荷または加熱を検出する。
【００１０】
しかし、異常検出回路が故障したときには、回生抵抗器が焼損する恐れがある。このため、保護機能として、電源電圧が規定値以上高くなったことを検出する過電圧検出回路を設けることがある。
【００１１】
過電圧検出回路をＡＣリアクトルよりも交流電源側に設けることができる場合には、過電圧検出回路によって、電源電圧が規定値以上高くなったことを容易に検出することができる。ところが、低コスト化のために、過電圧検出回路をＡＣリアクトルのコンバータ側（コンバータ内）に設けた場合には、電力回生時にインバータが出力する電圧によって過電圧検出回路が誤動作する。過電圧検出回路が誤動作してしまうと、電力回生が行えなくなってしまう。このため、従来は、過電圧検出回路（保護機能）をＡＣリアクトルのコンバータ側に設ける事ができなかった。
【００１２】
本発明は、上記のような従来の不具合を解消するために案出されたものであり、過電圧検出回路をＡＣリアクトルのコンバータ側に接続したとしても、交流電源の過電圧が検出できるようにしたモータ制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るモータ制御装置は、平均化部、力行回生モード検出部、過電圧検出領域判別部及び基準値比較部を有する。
【００１４】
本発明に係るモータ制御装置は、ＡＣリアクトルが接続される電源ラインを介して交流電源に接続されるコンバータと、モータに接続されるインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間に接続される回生抵抗と、を有しており、電力回生の機能を備える。
【００１５】
平均化部は、電源ラインを流れる交流電流を平均化して直流平均電流を算出する。
【００１６】
力行回生モード検出部は、平均化部が算出した直流平均電流を用いてモータが力行モードであるか回生モードであるかを検出する。
【００１７】
過電圧検出領域判別部は、力行回生モード検出部が回生モードであることを検出している間、及び、回生モードから力行モードに移行したことを検出してから一定時間経過するまでの間、交流電源の過電圧の検出を停止するための信号を出力する一方、力行モードを検出している間、過電圧の検出を行うための信号を出力する。
【００１８】
基準値比較部は、平均化部が算出した直流平均電流に定数Ｒを掛け、ＡＣリアクトルの電圧降下分を補正して、電源電圧波高値検出回路から出力される電源電圧波高値に加算して、電源電圧を推定した電源電圧推定値を基準電圧と比較し、過電圧検出領域判別部から過電圧の検出を行うための信号が出力されているときに、電源電圧推定値が基準電圧よりも大きくなれば、過電圧であると判断し、過電圧検出信号を出力する。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように構成された本発明に係るモータ制御装置によれば、ＡＣリアクトルの電圧降下分を考慮しているので、過電圧検出回路をＡＣリアクトルのコンバータ側に接続したとしても、交流電源の過電圧を正確に検出することができる。また、モータの力行時のみ交流電源の過電圧を検出するので、電源回生の影響を受けることなく交流電源の過電圧を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係るモータ制御装置の構成図である。
【図２】図１に示すモータ制御装置の各部の動作説明に供する図である。
【図３】図１に示すモータ制御装置の各部の動作説明に供する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本実施形態に係るモータ制御装置の構成及び動作を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】
［モータ制御装置の構成］
図１は、本実施形態に係るモータ制御装置の構成図である。本実施形態に係るモータ制御装置１００は、交流電源２００から供給される電力をＡＣ−ＤＣ変換及びＤＣ−ＡＣ変換してモータ３００に供給する、力行制御の機能を有する。また、モータ制御装置１００は、モータ３００で発電された電力をＡＣ−ＤＣ変換及びＤＣ−ＡＣ変換して交流電源２００に戻す、回生制御の機能を有する。
【００２３】
本実施形態に係るモータ制御装置１００は、交流電源２００の過電圧を検出する機能を備えている。モータ制御装置１００は、力行制御を行っている場合には、過電圧を検出する機能を作動させて、交流電源２００の過電圧を正確に検出する。一方、回生制御を行っている場合には、過電圧を検出する機能を故意に停止させる。したがって、本実施形態に係るモータ制御装置１００は、モータ３００の力行時のみ、交流電源２００の過電圧が検出できる。
【００２４】
本実施形態に係るモータ制御装置１００は、コンバータ１０５、インバータ１１０、回生抵抗１１５、コンデンサ１２０、ＡＣリアクトル１２５を有する。コンバータ１０５は、ＡＣリアクトル１２５を介して入力される交流電源２００の三相電力を交流電力から直流電力に変換する。インバータ１１０は、力行制御時には、コンバータ１０５で変換された直流電力を最適な電圧及び周波数の交流電力に変換してモータ３００に供給する。一方、インバータ１１０は、回生制御時には、モータ３００で発電される交流電力を直流電力に変換してコンバータ１０５に出力する。回生制御時には、コンバータ１０５はインバータ１１０で変換された直流電力を商用周波数の正弦波の三相交流電力に変換し、ＡＣリアクトル１２５を介して交流電源に返還する。
【００２５】
回生制御時に交流電源２００が停電している場合には、インバータ１１０で変換された直流電力を回生抵抗１１５で消費させる。なお、交流電源２００とコンバータ１０５との間に設けたＡＣリアクトル１２５は、三相電源ラインを流れる電流を調整する。また、コンバータ１０５とインバータ１１０との間に設けたコンデンサ１２０は、コンバータ１０５とインバータ１１０との間を流れる電流を平滑化してリップルを低減させる。
【００２６】
コンバータ１０５は、コレクターエミッタ間にダイオードが接続されるＩＧＢＴを６個備え、それらのＩＧＢＴをブリッジ接続したものである。各ダイオードは、ＩＧＢＴと逆方向の向きになるように接続し、力行制御時には三相交流を直流に整流する。なお、ＩＧＢＴに保護回路が付いたＩＰＭをＩＧＢＴに代えても良い。コンバータ１０５は、回生制御時、１２０°通電の回生制御によってモータ３００が発電した電力を交流電源２００に回生する。１２０°通電の回生制御とは、コンバータ１０５が備えるＩＧＢＴを交流電源２００の位相タイミングに基づいて、電気角で１２０°の区間通電させる制御である。
【００２７】
インバータ１１０もコンバータ１０５と同様に、コレクターエミッタ間にダイオードが接続されるＩＧＢＴを６個備え、それらのＩＧＢＴをブリッジ接続したものである。なお、各ダイオードは、回生制御時にはモータ３００が発電する交流を直流に整流する。なお、ＩＧＢＴに保護回路が付いたＩＰＭをＩＧＢＴに代えても良い。
【００２８】
本実施形態に係るモータ制御装置１００は、フィルタ１３４、位相検出回路１３６、電流選択信号作成回路１３８、セレクタ回路１４０、エッジ検出回路１４２、平均化回路１４４、極性判定回路１４６、停止信号発生回路１４８、ゲート信号作成回路１５０を有する。
【００２９】
フィルタ１３４は、三相電源ラインＲ、Ｓ、Ｔを流れる電流のノイズ（高周波成分）を除去する。位相検出回路１３６は、フィルタ１３４によってノイズが除去された後の三相交流電圧の位相を検出し、三相交流電圧の位相の変化に応じた位相信号を出力する。
【００３０】
電流選択信号作成回路１３８は、位相検出回路１３６が出力する位相信号に基づいて電流選択信号を作成する。電流選択信号は三相分の交流電流の内の特定の相を選択する信号である。電流選択信号については後述の［モータ制御装置の動作］の項目内で詳細に説明する。
【００３１】
セレクタ回路１４０は、三相電源ラインＲ、Ｓ、Ｔの内の２つの電源ラインＲ、Ｓに接続され、２つの電源ラインＲ、ＳからＴ相の電流を算出し、３相の電流値を入力する。図１に示すように、セレクタ回路１４０をＲ相及びＳ相に接続したときには、セレクタ回路１４０には、Ｒ相の電流ＩR、Ｓ相の電流ＩS、Ｒ相の反転電流ＩRとＳ相の反転電流ＩSとの和の電流の符号を反転させたものでＴ相電流を算出し、３相の電流値が入力される。セレクタ回路１４０は、電流選択信号作成回路１３８で作成した電流選択信号に基づいて、入力した３相の電流値から１相ずつ電流を選択し、選択した相の電流値を出力する。
【００３２】
エッジ検出回路１４２は、電流選択信号作成回路１３８が出力する電流選択信号のエッジを検出する。エッジを検出したときのタイミングをタイミング信号として平均化回路１４４に出力する。
【００３３】
平均化回路（平均化部）１４４は、エッジ検出回路１４２から出力されるタイミング信号に基づいて、セレクタ回路１４０から出力される三相分の電流値を順次平均化する。セレクタ回路と平均化回路１４４は、三相分の電流値を直流量に変換して直流平均電流を算出する。
【００３４】
極性判定回路（極性判定部）１４６は、平均化回路１４４によって平均化された直流平均電流の極性がプラスであれば力行制御が行われていると判断し、その極性がマイナスであれば回生制御が行われていると判断する。また、極性判定回路１４６は、平均化回路１４４によって平均化された直流平均電流が、マイナス方向からあらかじめ定めた値を超えて０に向かって変化した後に、一定時間経過した時に、回生制御から力行制御に移行したと判定する。
【００３５】
停止信号発生回路１４８は、極性判定回路１４６による判定出力が回生制御から力行制御に移行したことを示すと、停止信号を出力する。
【００３６】
ゲート信号作成回路１５０は、位相検出回路１３６からの位相信号に基づいてゲート信号を作成する。ゲート信号作成回路１５０は、回生開始信号が入力されると、作成したゲート信号をコンバータ１０５に出力する。一方、ゲート信号作成回路１５０は、停止信号が入力されると、ゲート信号の出力を停止して回生制御を終了する。
【００３７】
本実施形態に係るモータ制御装置１００は、全波整流回路１５２、電源電圧波高値検出回路１５４、回生開始検出回路１５６、電源周波数検出回路１５８、力行回生モード検出回路１６０、過電圧検出領域判別回路１６２、基準値比較回路１６４を有する。
【００３８】
全波整流回路１５２は、フィルタ１３４によってノイズが除去された後の三相交流電圧を全波整流する。電源電圧波高値検出回路１５４は、全波整流回路１５２が全波整流した直流電圧の波高値を検出する。全波整流した直流電圧の波高値は三相電源ラインＲ、Ｓ、Ｔの電圧に比例する。
【００３９】
回生開始検出回路１５６は、電源電圧波高値検出回路１５４が検出した直流電圧の波高値（電源電圧）とコンバータ１０５の出力側の直流電圧（変換電圧）とを比較する。回生開始検出回路１５６は、変換電圧が電源電圧よりも数Ｖ高くなると、回生開始を検出する。回生開始検出回路１５６は、回生開始を検出すると、回生開始信号を出力する。
【００４０】
電源周波数検出回路１５８は、位相検出回路１３６が出力する位相信号に基づいて電源周波数を求める。力行回生モード検出回路（力行回生モード検出部）１６０は、回生開始検出回路１５６から回生開始信号を入力して回生モードを検出し、停止信号発生回路１４８から停止信号を入力すると、力行モードを検出する。
【００４１】
過電圧検出領域判別回路（過電圧検出領域判別部）１６２は、力行回生モード検出回路１６０が回生モードであることを検出している間、及び、回生モードから力行モードに移行したことを検出してから一定時間経過するまでの間、交流電源２００の過電圧の検出を停止するための信号を出力する。また、力行回生モード検出回路１６０が力行モードを検出している間、交流電源２００の過電圧の検出を行うための信号を出力する。回生モードの終了から少し遅らせて過電圧検出を開始するのは、フィルタ１３４の応答遅れを考慮するためである。
【００４２】
基準値比較回路（基準値比較部）１６４は、平均化回路１４４から出力される直流平均電流に定数Ｒを掛け、ＡＣリアクトル１２５の電圧降下分を補正して、電源電圧波高値検出回路から出力される電源電圧波高値に加算して、電源電圧を推定した電源電圧推定値を基準電圧と比較する。過電圧検出領域判別回路１６２から交流電源２００の過電圧の検出を行うための信号が出力されているときに、電源電圧推定値が基準電圧よりも大きくなれば、過電圧であると判断し、過電圧検出信号を出力する。
【００４３】
上述の定数Ｒの値は、電源周波数検出回路１５８が検出した交流電源２００の周波数に応じて値を変える。それぞれの周波数におけるＡＣリアクトル１２５の電圧降下を補償（ＡＣリアクトル１２５の電圧降下分高くする）できるようにするためである。基準電圧は、電源電圧を過電圧として検出するための電源電圧過電圧検出値に√２を掛けた値とする。なお、電源電圧過電圧検出値は、電源電圧仕様の上限よりも少し高い電圧で、かつ、抵抗回生が動作を開始しない電圧にする。
【００４４】
［モータ制御装置の動作］
次に、モータ制御装置１００の動作を、図１から図３を参照しながら説明する。
【００４５】
（モータの力行制御時の動作）
交流電源２００は三相交流電源であるので、図２（Ａ）に示すように、交流電源２００のＲ、Ｓ、Ｔ相のそれぞれの三相電源ラインには、ＶＲ、ＶＳ、ＶＴの１２０°位相がずれた三相交流電圧が出力される。
【００４６】
三相交流電圧ＶＲ、ＶＳ、ＶＴはフィルタ１３４によってノイズが除去された後、位相検出回路１３６に入力される。位相検出回路１３４は、三相交流電圧ＶＲ、ＶＳ、ＶＴと閾値Ｄ１、Ｄ２とを比較し、図２（Ｂ）に示す位相信号ＰＲ１、ＰＳ１、ＰＴ１、ＰＲ２、ＰＳ２、ＰＴ２を出力する。位相信号ＰＲ１、ＰＳ１、ＰＴ１は、各相の電源電圧が閾値Ｄ１よりもプラス側に大きい区間をＨＩとする信号である。位相信号ＰＲ２、ＰＳ２、ＰＴ２は、各相の電源電圧が閾値Ｄ２よりもマイナス側に大きい区間をＨＩとする信号である。
【００４７】
また、三相交流電圧ＶＲ、ＶＳ、ＶＴはフィルタ１３４によってノイズが除去された後、全波整流回路１５２に入力される。全波整流回路１５２は三相交流電圧ＶＲ、ＶＳ、ＶＴを全波整流し、全波整流後の直流電圧を電源電圧波高値検出回路１５４に出力する。電源電圧波高値検出回路１５４は、全波整流回路１５２から入力した直流電圧の波高値を検出する。この波高値は、モータの電力消費が少ない時は、図３（Ａ）に示すＶｒになる。
【００４８】
モータ３００の力行制御時は、交流電源２００からの三相交流電力をコンバータ１０５のダイオードによって直流に変換し、変換後の直流電力をインバータ１１０で交流に変換してモータ３００に出力する。コンバータ１０５の出力側に現れる直流電圧は回生開始検出回路１５６に出力される。この直流電圧は、図３（Ａ）に示すＶｄである。
【００４９】
モータ３００の力行時、電源電圧波高値検出回路１５４が出力する波高値Ｖｒよりも、コンバータ１０５の出力側に現れる直流電圧Ｖｄの方が低くなる。この状態では、回生開始検出回路１５６は、モータ３００の回生開始を検出しない。
【００５０】
モータ３００の力行時、モータ３００が徐々に加速すると、コンバータ１０５の出力側に現れる直流電圧Ｖｄの値も徐々に低下する。図３（Ａ）において直流電圧Ｖｄの値が徐々に低下しているのは、モータ３００が加速中であることを示す。
【００５１】
平均化回路１４４は、セレクタ回路１４０から出力される三相分の電流値を順次平均化して直流平均電流を算出する。平均化回路１４４が算出する平均電流を図３（Ｂ）に示す。平均電流は、モータ３００が定速回転しているときには一定であるが、モータ３００が加速しているときには、図３Ｂに示すように、ステップ状に増加する。
【００５２】
モータ３００の力行時、停止信号発生回路１４８からは停止信号が出力されているので、ゲート信号作成回路１５０は動作を停止している。ゲート信号作成回路１５０はゲート信号を出力しないので、図３（Ｄ）に示すように、コンバータ１０５の全てのトランジスタはオフとなる。
【００５３】
力行回生モード検出回路１６０は、停止信号発生回路１４８が停止信号を出力しているので、力行制御が行われる力行モードであることを検出する。過電圧検出領域判別回路１６２は、力行回生モード検出回路１６０が力行モードを検出している間、交流電源２００の過電圧の検出を行うための信号を出力する。
【００５４】
基準値比較回路１６４は、過電圧検出領域判別回路１６２が出力する、交流電源２００の過電圧の検出を行うための信号を受けて、ＡＣリアクトル１２５の電圧降下分を補正した電源電圧推定値と基準電圧とを比較する。基準値比較回路１６４は、電源電圧推定値が基準電圧よりも大きいときには過電圧検出信号を出力し、電源電圧推定値が基準電圧以下であるときには過電圧検出信号は出力しない。
【００５５】
基準値比較回路１６４がコンバータ１０５とＡＣリアクトル１２５との間の過電圧を検出するのは、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）に示すように、力行回生モード検出回路１６０がモータ３００の力行を検出しているときである。このため、電力回生時には、基準値比較回路１６４が動作しないことから、電力回生時に生じる誤動作をなくすことができ、従来設けることができなかった保護機能を設けることができる。
【００５６】
また、過電圧は、ＡＣリアクトル１２５の電圧降下分を勘案して設定している。したがって、低コスト化のために、この保護機能をコンバータ１０５内に設けたとしても、過電圧を正確に検出することができる。さらに、過電圧は、電源電圧仕様の上限よりも少し高い電圧で、かつ、抵抗回生が動作を開始しない電圧に設定している。また、力行回生モード検出回路１６０による、回生モードから力行モードに移行するときの、力行モードの検出を遅らせているため、フィルタ１３４の応答遅れを補償することができる。
【００５７】
（モータの回生制御時の動作）
モータ３００が発電機となって電力を出力すると、インバータ１１０の出力側（コンバータ１０５側）の直流電圧、換言すると、コンバータ１０５の入力側（インバータ１１０側）の直流電圧Ｖｄが、図３（Ａ）に示すように、電源電圧波高値検出回路１５４が出力する波高値Ｖｒよりも大きくなる。このため、回生開始検出回路１５６は回生開始信号を出力する。
【００５８】
回生開始信号がゲート信号作成回路１５０に入力されると、ゲート信号作成回路１５０は、位相検出回路１３６が出力する位相検出信号ＰＲ１〜ＰＴ１、ＰＲ２〜ＰＴ２からゲート信号を作成する。作成したゲート信号はコンバータ１０５に出力される。コンバータ１０５が備えるトランジスタは、ゲート信号に従って１２０°導通モードで導通し、回生電力を交流電源２００に回生する。
【００５９】
図２（Ｃ）は、電流選択信号作成回路１３８で作成した電流選択信号を示す。図２（Ｃ）において、Ｓ、Ｒ、Ｔ及び−Ｓ、−Ｒ、−Ｔの表示は、電源ラインＲ、Ｓ、Ｔを流れる電流のＩＲ、ＩＳ、ＩＴ及びその反転信号をそれぞれ選択することを意味する。
【００６０】
図２（Ｄ）に示す三相電源ラインＲ、Ｓ、Ｔを流れる電流ＩＲ〜ＩＴは、コンバータ１０５が１２０°導通モードにより各相の電流を交流電源２００側に回生するように動作しているため、それぞれ電気角で１２０°ずつ流れる。
【００６１】
例えば、図２（Ｃ）の電流選択信号「−Ｓ」は電源ラインＳを流れる電流ＩＳを選択し、この電流の極性反転信号をセレクタ回路１４０が出力することを示している。また図２（Ｃ）の電流選択信号「Ｒ」は、電源ラインＲを流れる電流のＩＲを選択し、これをそのままセレクタ回路１４０が出力することを示している。
【００６２】
図２（Ｅ）は、セレクタ回路１４０により選択されて出力された電流の波形を示している。平均化回路１４４は、セレクタ回路１４０により三相分の電流が選択されると、これらを平均化して出力する。
【００６３】
図２（Ｆ）は、平均化回路１４４が出力する平均電流の波形である。平均化回路１４４は、三相分の電流値の入力が終了するごとに平均化処理を行っており、電流値の変化に応じて平均電流値は段階的に変化する。
【００６４】
図３（Ｂ）は、図２（Ｆ）よりも時間軸の長さを短くしたときの平均電流を示している。回生区間においては、モータ３００側から交流電源２００側に電流が流れるため、力行時において、例えば正極性の平均電流値が出力されるように電流選択信号が作られていると、回生時の平均電流値は負極性になる。モータ３００の回転速度が低下して回生電力が少なくなると、平均電流値もそれに応じて減少する。
【００６５】
理論的には、平均電流値が「０」になった時点で回生が終了したものと判定することができる。しかしながら、平均電流値が「０」になる付近の電流の変化は不安定であり、誤った判定がされやすい。そこで、本実施形態では、回生から力行に移行したか否かを、極性判定回路１４６において、平均電流値があらかじめ定めた値を超えて０に向かって変化してから、一定時間を経過した時点で判定している。したがって、この例では誤った判定がなされる可能性が少なくなっている。
【００６６】
極性判定回路１４６が、力行を検出すると、停止信号発生回路１４８は停止信号を出力する。停止信号発生回路１４８から停止信号が出力されると、ゲート信号作成回路１５０はゲート信号を出力しなくなり、コンバータ１０５のトランジスタはオフ状態になる。
【００６７】
力行回生モード検出回路１６０は、停止信号発生回路１４８が停止信号を出力しておらず、また、回生開始検出回路１５６が回生開始信号を出力すると、回生モードであることを検出する。過電圧検出領域判別回路１６２は、力行回生モード検出回路１６０が回生モードを検出している間、交流電源２００の過電圧の検出を停止するための信号を出力する。
【００６８】
基準値比較回路１６４は、過電圧検出領域判別回路１６２が交流電源２００の過電圧の検出を停止するための信号を出力しているので、交流電源２００の過電圧の検出は行わない。
【００６９】
本実施形態に係るモータ制御装置１００は、過電圧検出領域判別回路１６２がモータ３００の力行を検出しているときにだけ交流電源２００の過電圧を検出する。逆に、過電圧検出領域判別回路１６２が交流電源２００への回生を検出しているときには、交流電源２００の過電圧は検出しない。また、極性判定回路１４６によって、モータ３００の力行から交流電源２００への回生、交流電源２００への回生からモータ３００の力行、といったそれぞれの制御の移行状態を適切に検出できるので、回生から力行に完全に移行するまでの間に交流電源２００の過電圧を検出する動作を行ってしまうことによる誤検出を防止できる。
【００７０】
以上のように、本実施形態に係るモータ制御装置１００は、電力回生時には過電圧検出は行わず、モータ３００の力行時にのみ過電圧検出を行うようにしたので、抵抗回生を備えたモータ制御装置においても、従来設けることができなかった保護機能を設けることができる。
【００７１】
また、過電圧は、ＡＣリアクトル１２５の電圧降下分を勘案して検出しているので、低コスト化のために、上記の保護機能をコンバータ１０５内に設けることができ、低コストで信頼性の高いモータ制御装置１００を得ることができる。
【００７２】
さらに、回生モードから力行モードに移行するときの、力行モードの検出を遅らせているため、フィルタ１３４の応答遅れを補償することができ、力行モードにおける過電圧検出を正確に行えるようになる。
【００７３】
なお、モータ３００が停止しており、力行電力を消費しないときにのみ、過電圧を検出すればよい場合には、ＡＣリアクトル１２５の電圧降下分を勘案しなくともよい。
【００７４】
また、ＡＣリアクトル１２５の電圧降下分の補償は、定数Ｒの値に反映させるのではなく、基準値比較回路１６４の基準電圧に反映させても良い。
【００７５】
また、電源回生の機能をモータ制御装置１００の外側に別ユニットとして独立させる態様においても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１００  モータ制御装置、
１０５  コンバータ、
１１０  インバータ、
１１５  回生抵抗、
１２０  コンデンサ、
１２５  ＡＣリアクトル、
１３４  フィルタ、
１３６  位相検出回路、
１３８  電流選択信号作成回路、
１４０  セレクタ回路、
１４２  エッジ検出回路、
１４４  平均化回路、
１４６  極性判定回路、
１４８  停止信号発生回路、
１５０  ゲート信号作成回路、
１５２  全波整流回路、
１５４  電源電圧波高値検出回路、
１５６  回生開始検出回路、
１５８  電源周波数検出回路、
１６０  力行回生モード検出回路、
１６２  過電圧検出領域判別回路、
１６４  基準値比較回路、
２００  交流電源、
３００  モータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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